1.一种便携式表面间隙测量装置,其特征在于:包括单板计算机树莓派以及分别与单板计算机树莓派连接的显示器、第一激光二极管、第二激光二极管、LDR传感器、CMOS相机、第一开关以及发光二极管,所述CMOS相机前方设有红外通滤波器;还包括第三开关,所述第三开关通过电阻器与单板计算机树莓派相连。
2.根据权利要求1所述的便携式表面间隙测量装置,其特征在于:还包括可充电电池,所述可充电电池通过第二开关与单板计算机树莓派连接。
3.根据权利要求1所述的便携式表面间隙测量装置,其特征在于:所述第一激光二极管采用PWM功率控制,用于控制来自单板计算机树莓派的PWM信号。
4.一种基于权利要求1所述便携式表面间隙测量装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)单板计算机树莓派开始基于平台的初始化;
(2)CMOS相机初始化参数,并将各参数的初始值发送至单板计算机树莓派;
(3)单板计算机树莓派利用CMOS相机进行视频采集,采用智能光照管理控制方法来自动调整光照;
(4)按下第三开关扫描来自物体表面的图像;
(5)通过感兴趣区域分割过程从步骤(4)获取的图像中切割出感兴趣区域,并根据滤波要求对新图像进行直线和轮廓分割;
(6)使用基于照明、激光强度和绿色光的动态滤波过程筛选出内部间隙激光线反射的轮廓;
(7)生成的图像用于计算物体间隙的几何尺寸,所有测量细节显示在显示器上,等待第三开关重新开始扫描。
5.根据权利要求4所述便携式表面间隙测量方法,其特征在于,步骤(3)中,所述智能光照管理控制方法包括以下步骤:(3.1)通过光敏电阻传感器计算物体表面的光照信息;
(3.2)计算图像直方图;
(3.3)通过读取光敏电阻传感器和直方图信息,控制激光强度达到所需的输出。
6.根据权利要求5所述便携式表面间隙测量方法,其特征在于,步骤(3.1)中,所述通过光敏电阻传感器计算物体表面的光照信息,计算公式为:Vout=IR2
式中,Vout为输出电压,Vin为输入电压,I为电流值,R1,R2分别为电阻R1及电阻R2的电阻值,根据光敏电阻传感器的电阻值计算出物体表面光照强度。
7.根据权利要求5所述便携式表面间隙测量方法,其特征在于,步骤(3.2)中,所述计算图像直方图,直方图计算过程为:假定n为给定图像的像素点数量,[p0,pk]为该图像灰度级的范围,H(p)为图像直方图,H(pi)为对应灰度级大小为pi的像素点数量,所求直方图G(q)与H(q)定义相同,在[q0,qk]内均匀分布,因此需求出一个单调变换函数q=τ(p):假设直方图中bin的总数不变,则:由于直方图G为均匀分布,则:由于只有在连续空间中才能得到完全均匀的直方图,则有:则变换函数τ为:
对于离散空间:
8.根据权利要求5所述便携式表面间隙测量方法,其特征在于,步骤(5)中,所述感兴趣区域分割过程包括以下步骤:
(5.1)按下第三开关,从实时流中获取图像;
(5.2)调用get_segmentation分割模块重新生成二值灰度图像;
(5.3)调用horizontal_lines函数,滤除不在水平对齐程度上的分割;
(5.4)运用canny边缘检测技术,在图像中找到轮廓,去除不属于边缘的像素,得到具有细边的二值图像;
(5.5)采用滞后阈值法,确定最大密度和最小密度两个阈值;
(5.6)将低于最小值的边丢弃,高于最大值的边将作为边,最小值和最大值之间的边仅当连接到其他边时才被认定为边。
9.根据权利要求5所述便携式表面间隙测量方法,其特征在于,步骤(6)中,所述动态滤波过程包括以下步骤:
(6.1)根据智能光照控制管理方法得到的结果确定所需轮廓的最小和最大的厚度和长度;
(6.2)根据轮廓大小、厚度和长度删除不符合条件的轮廓;
(6.3)基于轮廓位置删除不符合条件的轮廓;
(6.4)基于轮廓角度删除不符合条件的轮廓。
10.根据权利要求5所述便携式表面间隙测量方法,其特征在于,步骤(7)中,采用激光三角测量法计算所得物体表面间隙或孔洞图像的几何尺寸。